¿Qué es el Acero? El Acer Acero o es bási básica came ment nte e una una alea aleaci ción ón o comb combin inac ació ión n de hier hierro ro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específcos tales como el Cr (Cromo) o i (í!uel) se agregan con propósitos determinados.
"a "a !ue el acero es #$sicamente hierro altamente refnado (m$s de un &%), su 'a#ricación comiena con la reducción de hierro (producción de arra#io) el cual se convierte m$s tarde en acero. l hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de $tomos. o se encuentra li#re en la naturalea *a !ue !uímicamente reacciona con 'acilidad con el o+ígeno del aire para para 'orm 'ormar ar ó+ido +ido de hier hierro ro herr herrum um#r #re. e. l ó+ido +ido se encu encuen entr tra a en cant cantid idad ades es sign signif ifca cati tiva vas s en el mine minera rall de hier hierro ro,, el cual cual es una una concentración de ó+ido de hierro con impureas * materiales t-rreos. Clasifcación del Acero
os di'erentes tipos de acero se clasifcan de acuerdo a cuerdo a los elementos/ ACEROS AL CARBONO
$s del 0% de todos los aceros son aceros al car#ono. stos aceros cont contie iene nen n dive divers rsas as cant cantid idade ades s de car# car#ono ono * meno menos s del del 1,5 1,5% % de manganeso, el 0,0% de silicio * el 0,0% de co#re. ntre los productos 'a#rica 'a#ricados dos con acero aceros s al car#on car#ono o fguran fguran m$!uin m$!uinas, as, carroc carrocerí erías as de automóvil, automóvil, la ma*or parte de las estructuras estructuras de construcci construcción ón de acero, cascos de #u!ues, somieres * hor!uillas. ACEROS ALEADOS
sto stos s acer aceros os conti contien enen en una una prop propor orci ción ón dete determ rmin inada ada de vana vanadi dio, o, moli moli#de #deno no * otro otros s elem elemen ento tos, s, adem adem$s $s de cant cantid idade ades s ma*o ma*orres de manganeso, silicio * co#re !ue los aceros al car#ono normales. stos aceros de aleación se pueden su#clasifcar en /
Estructural 3on a!uellos aceros !ue se emplean para diversas partes es de m$!uinas, tales como engrana4es, e4es * palancas. Adem$s se utilian en las estructuras de edifcios, construcción de chasis de automóviles, puentes, #arcos * seme4antes. l contenido de la aleación varía desde 0,25% a un %. Para Herraient Aceros de alta calidad !ue se emplean en herramientas para cortar * modelar metales * nometales. or lo tanto, as son materiales empleados para cortar * construir herramientas tales como taladros, escariadores, 'resas, terra4as * machos de roscar. Es!eciales
os Aceros de Aleación especiales son los aceros ino+ida#les * a!uellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. stos aceros de gran durea * alta resistencia a las altas temperaturas * a la corrosión, se emplean en tur#inas de vapor, engrana4es, e4es * rodamientos. ACEROS DE BA"A ALEAC#ON $L%RARRES#S%EN%ES
sta 'amilia es la m$s reciente de las cuatro grandes clases de acero. os aceros de #a4a aleación son m$s #aratos !ue los aceros aleados convencionales *a !ue contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. 3in em#argo, reci#en un tratamiento especial !ue les da una resistencia mucho ma*or !ue la del acero al car#ono. or e4emplo, los vagones de mercancías 'a#ricados con aceros de #a4a aleación pueden transportar cargas m$s grandes por!ue sus paredes son m$s delgadas !ue lo !ue sería necesario en caso de emplear acero al car#ono. Adem$s, como los vagones de acero de #a4a aleación pesan menos, las cargas pueden ser m$s pesadas. n la actualidad se constru*en muchos edifcios con estructuras de aceros de #a4a aleación. as vigas pueden ser m$s delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un ma*or espacio interior en los edifcios. ACEROS #NODABLES
os aceros ino+ida#les contienen cromo, ní!uel * otros elementos de aleación, !ue los mantienen #rillantes * resistentes a la herrum#re * o+idación a pesar de la acción de la humedad o de $cidos * gases corrosivos. Algunos aceros ino+ida#les son mu* duros6 otros son mu* resistentes * mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas e+tremas. 7e#ido a sus superfcies #rillantes, en ar!uitectura se emplean muchas veces con fnes decorativos. l acero ino+ida#le se utilia para las tu#erías * tan!ues de refnerías de petróleo o plantas !uímicas, para los 'usela4es de los aviones o para c$psulas espaciales. 8am#i-n se usa para 'a#ricar instrumentos * e!uipos !uir9rgicos, o para f4ar o sustituir huesos rotos, *a !ue resiste a la acción de los :uidos corporales. n cocinas * onas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero ino+ida#le, *a !ue no oscurece los alimentos * pueden limpiarse con 'acilidad.
E'ectos de los Eleentos de Aleación E'ectos de los Eleentos de Aleación os elementos de aleación específcos * sus cantidades determinan el tipo de acero de aleación * sus propiedades particulares. os e'ectos principales de algunos de los elementos m$s comunes son/
BORO
Empleado en pequeñas cantidades, actúa como un desoxidante para el acero fundido y produce un Acero de Grano Fino. Aumenta la templabilidad (la profundidad a la cual un acero puede ser endurecido).
CROMO
Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desaste y corrosi!n.
COBRE
"ejora sinificati#amente corrosi!n atmosf$rica.
ALUMINIO
MANGANESO
la
resistencia
a
la
Elemento b%sico en todos los aceros comerciales. Actúa como un desoxidante y tambi$n neutrali&a los efectos noci#os del a&ufre, facilitando la laminaci!n, moldeo y otras operaciones de trabajo en caliente. Aumenta tambi$n la penetraci!n de temple y contribuye a su resistencia y dure&a.
MOLIBDENO
NIQUEL
SILICIO
"ediante el aumento de la penetraci!n de temple, mejora las propiedades del tratamiento t$rmico. Aumenta tambi$n la dure&a y resistencia a altas temperaturas. "ejora las propiedades del tratamiento t$rmico reduciendo la temperatura de endurecimiento y distorsi!n al ser templado. Al emplearse conjuntamente con el 'romo, aumenta la dure&a y la resistencia al desaste. e emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleaci!n.
AZUFRE
ormalmente es una impure&a y se mantiene a un bajo ni#el. in embaro, aluna #eces se area intencionalmente en randes cantidades (*,*+ a *,*-) para aumentar la maquinabilidad (abilidad para ser trabajado mediante cortes) de los aceros de aleaci!n y al carbono.
TITANIO
e emplea como un desoxidante y para inibir el crecimiento ranular. Aumenta tambi$n la resistencia a altas temperaturas.
TUNGSTENO
e emplea en mucos aceros de aleaci!n para erramientas, imparti$ndoles una ran resistencia al desaste y dure&a a altas temperaturas.
VANADIO
/mparte dure&a y ayuda en la formaci!n de ranos de tamaño fino. Aumenta la resistencia a los impactos (resistencia a las fracturas por impacto) y tambi$n la resistencia a la fatia.
n resumen, los e'ectos de los elementos de aleación son/ a*or resistencia * durea a*or resistencia a los impactos Aumento de la resistencia al desgaste Aumento de la resistencia a la corrosión
e4oramiento de ma!uina#ilidad 7urea al ro4o (altas temperaturas) Aumento de la pro'undidad a la cual el acero puede ser endurecido (penetración de temple) %#POS DE ACERO Acero Corten/ l Acero Corten es un Acero com9n al !ue no le a'ecta la corrosión. s una aleación de Acero con ní!uel, cromo, co#re * 'ós'oro !ue, tras un proceso de humectación * secado alternativos 'orma una delgadísima película de ó+ido de apariencia ro4iop9rpura. A!licaciones( 3e utilia en la ;ndustria cementera, silos, tolvas, cri#adoras, chimeneas, tu#erías, lavaderos de car#ón, depósitos de agua, petróleo, 'ueloil, etc. Construcciones met$licas, puentes, estructuras, 'achadas de edifcios, puertas met$licas, hormigoneras, gr9as, palas e+cavadoras.
arra de Acero cu*a superfcie presenta resaltos o corrugas !ue me4oran la adherencia con el hormigón, !ue 'orman estructuras de hormigón armado Acero *al+ani,ado( l Acero ?alvaniado por inmersión en caliente es un producto !ue com#ina las características de resistencia mec$nica del Acero * la resistencia a la corrosión generada por el Cinc.
ropiedades del Acero ?alvaniado/ • •
=esistencia a la a#rasión =esistencia a la corrosión A!licaciones( l acero galvaniado se utilia para la difcación, ;nstalaciones ;ndustriales, ?randes structuras, Automoción, Armaduras galvaniadas para hormigón, Agricultura * ?anadería, !uipamientos de Carreteras, lementos de unión, o#iliario
@r#ano, estructuras para el deporte * tiempo li#re, lectricidad * comunicaciones, 8ransporte. Acero #no-ida.le( 3e denomina Acero ;no+ida#le a cual!uier tipo de Acero aleado cu*o peso contenga como mínimo 10,50 % de Cromo, pero no m$s de 1,20 % de Car#ono, con cual!uier otro elemento de aleación o sin -l.
Contiene cromo, ní!uel * otros elementos de aleación, !ue lo mantienen #rillantes * resistente a la corrosión a pesar de la acción de la humedad o de $cidos * gases. Acero Lainado( una #arra de acero sometida a tracción, con los es'ueros se de'orma aumentando su longitud. 3i se !uita la tensión, la #arra de acero recupera su posición inicial * su longitud primera, sin su'rir de'ormaciones remanentes.
8odo esto dentro de ciertos m$rgenes, es decir dentro de cierto límite al !ue denominamos ímite l$stico. Acero constituido por un mínimo no especifcado de elementos de aleación6 el aumento de la proporción de car#ono reduce su ductilidad * solda#ilidad aun!ue aumenta su resistencia. Acero Aleado/ Acero !ue en su constitución posee el agregado de varios elementos !ue sirven para me4orar sus propiedades 'ísicas, mec$nicas o !uímicas.
os elementos !ue se pueden agregar son/ car#ono, cromo, moli#deno, o ní!uel (en cantidades !ue e+ceden el mínimo esta#lecido).
Acero Dulce o Acero Sua+e( 8ipo de acero cu*os niveles de car#ono se sit9an entre el 0,15% * el 0,25%6 es casi hierro puro, de gran ductilidad * resistencia la corrosión. Acero E'er+escente( Acero !ue no ha sido deso+idado por completo antes de ser vertido en moldes6 contiene muchas sopladuras pero no aparecen
grietas.
A!licaciones( l acero e'ervescente se emplea para grandes re!uisitos superfciales6 suele usarse en perfles, chapas fnas * alam#res. Acero Estirado en 'r/o/ Acero sometido a un tratamiento especial mediante el cual se ha me4orado su límite el$stico. Acero Estructural( Acero laminado en caliente * moldeado en 'río6 se lo usa como elemento portante. Acero #nte!eri,ado( Acero de gran resistencia !ue desarrolla una capa de ó+ido so#re sus superfcies cuando se lo e+pone a las lluvias * a la humedad6 tiene la venta4a de adherirse al elemento met$lico principal protegi-ndolo de la posterior corrosión. Acero Ne)ro/ s un acero con un contenido #a4o de car#ono, * sin ning9n tratamiento superfcial adicional. 7e#ido a eso, el proceso de 'a#ricación fnal * la ausencia de tratamiento hacen !ue se oscureca la superfcie, por la fna capa de car#ono !ue suele !uedar encima. APL#CAC#ONES *ENERALES DEL ACERO
l acero en sus distintas clases est$ presente de 'orma a#rumadora en nuestra vida cotidiana en 'orma de herramientas, utensilios, e!uipos mec$nicos * 'ormando parte de electrodom-sticos * ma!uinaria en general así como en las estructuras de las viviendas !ue ha#itamos * en la gran ma*oría de los edifcios modernos. n este conte+to e+iste la versión moderna de perfles de acero denominada etalcón. l Acero tam#i-n es mu* usado en automóviles * ma!uinaria agraria, aparte de para actividades 'erroviarias. 8am#i-n ca#e decir de la industria 'a#ricante de armamento, especialmente la dedicada a construir armamento pesado, vehículos #lindados * acoraados.
H#ERRO
l hierro es un elemento met$lico, magn-tico, malea#le * de color #lanco plateado. 8iene de n9mero atómico 2 * es uno de los elementos de transición del sistema periódico.
ue descu#ierto en la prehistoria * era utiliado como adorno * para 'a#ricar armas6 el o#4eto m$s antiguo, a9n e+istente, es un grupo de cuentas o+idadas encontrado en gipto, * data del B000 a.C. l procesado moderno del hierro no comenó en uropa central hasta la mitad del siglo ;<. s #lando, malea#le * d9ctil. 3e magnetia '$cilmente a temperatura ordinaria6 es di'ícil magnetiarlo en caliente, * a unos D0 EC desaparecen las propiedades magn-ticas. 8iene un punto de 'usión de unos 1.5F5 EC, un punto de e#ullición de 2.D50 EC * una densidad relativa de D,&. 3u masa atómica es 55,&B5. l metal e+iste en tres 'ormas alotrópicas distintas/ hierro ordinario o hierroa (hierro al'a), hierrog (hierrogamma) * hierrod (hierrodelta). a disposición interna de los $tomos en la red del cristal varía en la transición de una 'orma a otra. La transición de 0ierro1a a 0ierro1 g se produce a unos 10 EC, * la transición de hierrog a hierrod se produce a unos 1.B00 EC. as distintas propiedades 'ísicas de las 'ormas alotrópicas * la di'erencia en la cantidad de car#ono admitida por cada una de las 'ormas desempeGan un papel importante en la 'ormación, durea * temple del acero. Huímicamente el hierro es un metal activo. 3e com#ina con los halógenos (:9or, cloro, #romo, *odo * astato) * con el au're, 'ós'oro, car#ono * silicio. 7esplaa al hidrógeno de la ma*oría de los $cidos d-#iles. Arde con o+ígeno 'ormando tetró+ido tri'-rrico (ó+ido 'erroso'-rrico), eFIB. +puesto al aire h9medo, se corroe 'ormando ó+ido de hierro hidratado, una sustancia pardoro4ia, escamosa, conocida com9nmente como orín o herrum#re. La 'oración de or/n( es un 'enómeno electro!uímico en el cual las impureas presentes en el hierro interact9an el-ctricamente con el hierro metal. 3e esta#lece una pe!ueGa corriente en la !ue el agua de la atmós'era proporciona una disolución electrolítica. l agua * los electrólitos solu#les aceleran la reacción. n este proceso, el hierro met$lico se descompone * reacciona con el o+ígeno del aire para 'ormar el orín. a reacción es m$s r$pida en a!uellos lugares donde se acumula el orín, * la superfcie del metal aca#a agu4ere$ndose. Al sumergir hierro en $cido nítrico concentrado, se 'orma una capa de ó+ido !ue lo hace pasivo, es decir, no reactivo !uímicamente con $cidos u otras sustancias. La ca!a de ó-ido !rotectora se rompe '$cilmente golpeando o sacudiendo el metal, !ue vuelve así a ser activo. a siguiente imagen ilustra la o+idación del hierro. a ma*or parte del hierro se utilia en 'ormas sometidas a un tratamiento especial, como el hierro 'or4ado, el
hierro colado * el acero. Comercialmente, el hierro puro se utilia para o#tener l$minas met$licas galvaniadas * electroimanes. Los co!uestos de 0ierro( se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglo#ina o el n9mero de gló#ulos ro4os en la sangre. 3eg9n estimaciones para 2000, la producción anual de hierro se situa#a en torno a los 1.010 millones de toneladas. (Artículo enviado por/ Carlos Iuna, =epu#lica 7ominicana).
Instituto Tecnológico de Zitácuaro Consultar( Ing. Electromecánica
https/JJKKK.google.com.m+JsearchL !MaceroNrlM1C13A<;Oen520520No!MaceroNa!sMchrome..i5D4 0l5.51F04040NsourceidMchromeNesOsmMFNieM@8&P http/JJKKK.catedu.esJtecnologiautrillasJmaterialesJKe#B.htm http/JJKKK.ar!h*s.comJconstruccionJhierrotipos.html
Sistemas y Máquinas de fluido
Ing. Oscar Guzmán Tipos de ceros y !ierro "In#estigación$
Integrantes% &iana 'aura &urán (uárez )ilda Grisel Mart*nez +amirez Gusta#o ngel Munguia Gardu,o Guillermo Sanc-ez imentel